Реферат: Термодинамические основы производства тепловой и электрической энергии на ТЭЦ, КЭС и в районных

Пар в количестве D_K поступает в ЦНД и выходит из него с параметрами P₆ и i₆ , а затем следует в конденсатор 3. Из последнего выходит конденсат в количестве D_K с энтальпией i^’ ₆ и конденсатным насосом 4 направляется в питательный бак (деаэратор) 5, из которого насосом 6 попадает в регенеративный подогреватель 7, куда поступает и пар из отбора с энтальпией i₄ (действительное состояние пара в отборе). Количество пара D_P должно быть таким, чтобы весь конденсат был нагрет до t_отб – температуры насыщения при давлении отбора P_отб . Пар из отбора при этом конденсируется, и общее количество конденсата, покидающего регенеративный подогреватель при энтальпии i^’ _4, составляет D_K + D_P . Пар, поступивший к тепловому потребителю, вследствие отдачи тепла конденсируется, и конденсат с энтальпией i^’ ₄ при выходе из теплого потребителя с конденсатом такой же энтальпии, поступающим из регенеративного подогревателя. Суммарное количество конденсата составляет D_K + D_P + D_T и согласно формуле равно D_B . Это количество конденсата, равное количеству пара D_B , которое возвратилось в котел.

На схеме так же рассматривается водяная система теплоснабжения. Сетевая вода теплофикационного пароводяного подогревателя (теплопотребитель 8) с максимальной температурой порядка 120 ˚C (в зависимости от температурного графика) по тепловой сети поступает

к абонентам 8^’ и расходуется на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. При необходимости получения более высокой температуры вода догревается в пиковом водогрейном котле 11. Обратная сетевая вода (система теплоснабжения обычно выполняется двухтрубная), имеющая в различные периоды температуру 40-70 ˚C, подогревается дополнительно в теплофикационном пункте 13 конденсатора, что обеспечивает наиболее полное использование тепла отработавшего пара низкого давления. Для этого требуется повышение давление пара в конденсаторе. Наибольшее давление в конденсаторе устанавливаются, главным образом, в зимний период, когда турбина развивает полную электрическую мощность на базе теплофикационного отбора пара. В связи с этим подогрев сетевой воды в теплофикационном пучке выгоднее производить в холодное время года, а в остальное время – использовать теплофикационный пучок для подогрева холодной воды. Если теплофикационный пучок постоянно используется для подогрева сетевой воды, давление в конденсаторе должно выдерживаться от 0,012 до 0,045 МПа. Циркуляция воды в сетях и подогревателях обеспечивается сетевым 10 и вспомогательным 14 насосами. Утечка воды в тепловых сетях восполняется системой подпитки 12.

Схема ТЭЦ с одним отопительным регулируемым отбором пара:

Рис.1

1- котел

2- турбина

3- конденсатор

4- конденсатный насос

5- деаэратор

6- насос

7- регенеративный подогреватель

8- внешний тепловой потребитель

8'- абоненты

9- насос

10- сетевой насос

11- пиковый водогрейный котел

12- система подпитки

13- теплофикационный пучок конденсатора

14- вспомогательный насос

2.3.Термодинамический расчёт комбинированной схемы производства тепловой и электрической энергии на ТЭЦ.

Исходные данные:

N_H =12,59МВт; P₁ = 8,93МПа; t₁ =425˚C; η_k =η_пг =0,88; η_oi ′ / η_oi ″ = 0,9/0,92;

P_отб = 800 кПа; P_k = P₂ =4,75 кПа; D_отб ^H =9,5 кг/с; η _М = 0,88; η эл = 0,92.

Наносим на i-S диаграмму водяного пара точку 1 на пересечении изобары P₁ и i₁ . Определяем остальные параметры пара по диаграмме. Они имеют следующие значения:

i₁ =3190кДж/кг, V₁ =0,034м³ /кг, S₁ =6,42 кДж/кг·К

С целью проверки правильности найденных параметров определим их с помощью таблиц перегретого пара. Воспользуемся уравнением прямой, проходящей через 2 точки:

Для температуры 425˚С i_{P =8} =3202,5 кДж/кг, i_{P =9} =3184 кДж/кг.

(P-8)/(9-8)=(i-3202,5)/(3184-3202,5)

i₁ =3185,3 кДж/кг

Для температуры 425˚С V_{P =8} =0,03629 м³ /кг, V_{P =9} =0,031775 м³ /кг.

(P-3)(8-3)=(V-0,03629)/(0,031775 - 0,03629)

V₁ =0,03209 м³ /кг.

Для температуры 425˚С S_{P =8} =6,455 кДж/кг·К, S_{P =9} =6,3805 кДж/кг·К.

(P-3)(8-3)=(S-6, 455)/(6,3805 - 6,455)

S₁ =6,3857 кДж/кг·К.

На пересечении энтропии S₁ и давлении P_k = P₂ =4,75 кПа на i-S диаграмме строим точку 2. В точки 2 пар влажный насыщенный. Определим его параметры по диаграмме:

i₂ =1940 кДж/кг, x₂ =0,74, V₂ = 23 м³ /кг, t₂ =30˚С.

Проверим правильность определения параметров. Из таблиц сухого насыщенного пара для давления P_k = P₂ =4,75 кПа вспомогательные величины имеют следующие значения:

t_н =31,9315˚С, V′ =0,001005 м³ /кг, V″ =29,66 м³ /кг, i ′ =133,915 кДж/кг,

r =2425 кДж/кг, S′ =0,4634 кДж/кг·К.

Используя формулы: S= S′ + (r·x)/ t_н ,

6,3857= 0,4634 + (2425/305,0815)x,

x=0,745;

i= i ′+rx,

i= 133,915 + 2425 ·0,745=1940,54кДж/кг;

V= V″x +(1-x) V′,

V=29,66 ·0,745+ 0,745·0,001005=22,353 м³ /кг.

На пересечении энтропии S₁ и изобары P_отб = 800 кПа строится точка 3. Точка 3 лежит в области влажного насыщенного пара. Определим её параметры по диаграмме:

i₃ = 2648 кДж/кг, x₃ = 0,94, V₃ =0,23 м³ /кг, t₃ =170˚С.

Проверим правильность определения параметров. Из таблиц сухого насыщенного пара при давлении P_отб = 800 кПа вспомогательные величины имеют значения:

t_н =170,42˚С, V′ =0.0011149 м³ /кг, V″ =0,2403 м³ /кг, i ′ =720,9 кДж/кг,

r =2048, S′ =2,046 кДж/кг·К.

Используя формулы: S= S′ + (r·x)/ t_н ,

6,3857= 2,046 + (2048/443,57)x

x=0,9399;

i= i ′+rx,

i= 720,9 + 2048·0,9399=2646,02 кДж/кг;

V= V″x +(1-x) V′,

V= 0,2403 ·0,9399+ 0,0601·0.0011149 =0,226 м³ /кг.